一种相移掩膜板的制作方法及相移掩膜板

摘要

本发明公开了一种相移掩膜板的制作方法及相移掩膜板，在衬底基板上形成金属遮挡层图案、相位转换层和第一光刻胶层；接着以金属遮挡层图案作为掩模图形，对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案，其中，第一光刻胶层图案在衬底基板上的正投影完全覆盖且大于金属遮挡层图案；最后以第一光刻胶层图案作为掩模图形，对相位转换层进行刻蚀，形成相位转换层图案。采用以金属遮挡层图案作为掩模图形，代替现有的采用描画机对第一光刻胶层进行构图，已达到制作出的第一光刻胶层图案与金属遮挡层图案自对准的效果，避免了采用描画机进行曝光时出现的对位偏差，从而保证后续制作出的相位转移层图案与金属遮挡层图案可以严格对准，不存在移位偏差。

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种相移掩膜板的制作方法及相移掩膜板。

背景技术

随着显示技术的发展，显示产品的设计规格在逐步提升，如要求显示屏幕具有超高分辨率、超窄边框等特点，这就需要越来越复杂和精细的制造工艺。目前部分液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)和有机电致发光显示面板(OLED，Organic Light-Emitting Diode)的生产线，由于建线时间较早，设备比较落后，已无法满足产品的生产需求。比如曝光机制作生产出的产品线宽已无法满足需求，为应对这一问题，面板厂商的一个普遍做法是导入相移掩膜板(PSM，Phase Shift Mask)。

PSM与传统的掩膜板相比，在金属遮挡层图案上增加了一层相位转换层图案，利用相位转换层图案将透过的光线相位转换180°，使其与相邻的光线抵消，以提升曝光的分辨率。目前的PSM制作过程中需要两次对位曝光，会存在对位偏差，容易造成相位转换层图案与金属遮挡层图案对位不准的情况，会影响PSM的使用效果。

因此，如何消除PSM制作时相位转换层图案与金属遮挡层图案之间的对位偏差，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种相移掩膜板的制作方法及相移掩膜板，用以解决PSM制作时相位转换层图案与金属遮挡层图案之间存在对位偏差的问题。

本发明实施例提供的一种相移掩膜板的制作方法，包括：

在衬底基板上形成金属遮挡层图案；

在所述金属遮挡层图案之上依次形成相位转换层和第一光刻胶层；

以所述金属遮挡层图案作为掩模图形，对所述第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案；其中，所述第一光刻胶层图案在所述衬底基板上的正投影完全覆盖且大于所述金属遮挡层图案；

以所述第一光刻胶层图案作为掩模图形，对所述相位转换层进行刻蚀，形成相位转换层图案；其中，所述相位转换层图案与所述第一光刻胶层图案一致。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板的制作方法中，所述以所述金属遮挡层图案作为掩模图形，对所述第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案，具体包括：

从所述衬底基板一侧采用曝光机，利用所述金属遮挡层图案的遮挡，使光照通过具有透光特性的相位转换层，对所述第一光刻胶层进行曝光，形成第一光刻胶层图案。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板的制作方法中，所述对所述第一光刻胶层进行曝光，具体包括：

对所述第一光刻胶层进行欠曝光。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板的制作方法中，所述在衬底基板上形成金属遮挡层图案，具体包括：

在所述衬底基板上依次形成金属遮挡层和第二光刻胶层；

对所述第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶层图案；

以所述第二光刻胶层图案作为掩膜图形，对所述金属遮挡层进行刻蚀，形成所述金属遮挡层图案；

去除所述第二光刻胶层图案。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板的制作方法中，所述对所述第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶层图案，具体包括：

对所述第二光刻胶层采用描画机进行描画构图，形成第二光刻胶层图案。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板的制作方法中，在形成相位转换层图案之后，还包括：

去除所述第一光刻胶图案。

另一方面，本发明实施例还提供了一种相移掩膜板，采用上述相移掩膜板的制作方法制备，所述相移掩模板包括：衬底基板，位于所述衬底基板上的金属遮挡层图案，以及覆盖且大于所述金属遮挡层图案的相位转换层图案。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板中，所述相位转换层图案在所述衬底基板上的正投影超出所述金属遮挡层图案的宽度一致。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板中，所述相位转换层图案在所述衬底基板上的正投影超出所述金属遮挡层图案的宽度为0.3μm～1μm。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板中，所述金属遮挡层的材料为铬。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的一种相移掩膜板的制作方法及相移掩膜板，在衬底基板上形成金属遮挡层图案之后，在金属遮挡层图案之上依次形成相位转换层和第一光刻胶层；接着以金属遮挡层图案作为掩模图形，对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案，其中，第一光刻胶层图案在衬底基板上的正投影完全覆盖且大于金属遮挡层图案；最后以第一光刻胶层图案作为掩模图形，对相位转换层进行刻蚀，形成相位转换层图案；其中，相位转换层图案与第一光刻胶层图案一致。采用以金属遮挡层图案作为掩模图形，代替现有的采用描画机对第一光刻胶层进行构图，已达到制作出的第一光刻胶层图案与金属遮挡层图案自对准的效果，避免了采用描画机进行曝光时出现的对位偏差，从而保证后续制作出的相位转移层图案与金属遮挡层图案可以严格对准，不存在移位偏差。

附图说明

图1为现有技术中相移掩模板的制作方法的流程示意图；

图2a至图2f分别为现有技术中相移掩模板的制作方法在各步骤完成后的结构示意图；

图3a为现有的制作工艺制作出的相移掩模板的结构示意图；

图3b为理想的相移掩模板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的相移掩膜板的制作方法的流程示意图之一；

图5为本发明实施例提供的相移掩膜板的制作方法的流程示意图之二；

图6为本发明实施例提供的相移掩膜板的制作方法的完整流程示意图；

图7a至图7f分别为本发明实施例提供的相移掩膜板的制作方法在各步骤完成后的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的相移掩膜板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

现有的相移掩膜板制作过程，如图1所示，包括以下步骤：

S101、在衬底基板1上沉积铬Cr膜层2，在铬膜层2上涂覆第一光刻胶层3，如图2a所示；

S102、采用描画机对第一光刻胶层3进行描画曝光，形成所需的第一光刻胶图案31，如图2b所示；具体描画机的工作原理为：将所需的第一光刻胶图案输入描画机中，描画机输出特定光线如激光按照该图案照射第一光刻胶层3进行点曝光；

S103、以第一光刻胶图案31作为掩模图形，对铬膜层2进行刻蚀，之后剥离第一光刻胶图案31，形成铬膜层图案21，如图2c所示；

S104、在铬膜层图案21上沉积相位转移层4，并涂覆第二光刻胶层5，如图2d所示；

S105、采用描画机对第二光刻胶层5进行描画曝光，形成所需的第二光刻胶图案51，如图2e所示；

S106、以第二光刻胶图案51作为掩模图形，对相位转移层4进行刻蚀，之后剥离第二光刻胶图案51，形成相位转移层图案41，如图2f所示。

通过上述制作工艺可知，在步骤S102和步骤S105均用到了描画机进行描画构图，即在制作时需要进行两次对位曝光，两次对位会产生偏差，造成制作出的相移掩模板中相位转移层图案41和铬膜层图案21对位不准的情况，如图3a所示，可能出现在铬膜层图案21两侧的相位转移层图案41不对称的情况，相比于如图3b所示的理想情况的相移掩模板结构，会影响相移掩模板在使用时的效果。

基于此，本发明实施例提供了一种相移掩膜板的制作方法，如图4所示，具体包括以下步骤：

S401、在衬底基板上形成金属遮挡层图案；

S402、在金属遮挡层图案之上依次形成相位转换层和第一光刻胶层；

S403、以金属遮挡层图案作为掩模图形，对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案；其中，第一光刻胶层图案在衬底基板上的正投影完全覆盖且大于金属遮挡层图案；

S404、以第一光刻胶层图案作为掩模图形，对相位转换层进行刻蚀，形成相位转换层图案；其中，相位转换层图案与第一光刻胶层图案一致。

具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，由于在步骤S403中以金属遮挡层图案作为掩模图形对第一光刻胶层进行构图，代替现有的采用描画机对第一光刻胶层进行构图，已达到制作出的第一光刻胶层图案与金属遮挡层图案自对准的效果，避免了采用描画机进行曝光时出现的对位偏差，从而保证后续制作出的相位转移层图案与金属遮挡层图案可以严格对准，不存在移位偏差。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，上述步骤S403以金属遮挡层图案作为掩模图形，对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案，具体可以采用如下方式实现：

从衬底基板一侧采用曝光机，利用金属遮挡层图案的遮挡，使光照通过具有透光特性的相位转换层，对第一光刻胶层进行曝光，形成第一光刻胶层图案。

具体地，相位转换层可以为透明状态，也可以为半透明状态，在此不做限定。

具体地，采用曝光机对第一光刻胶层进行面曝光，相对于采用描画机进行点曝光，可以节省时间成本，以提高制作效率。例如以制作1.4m×1.2m的相移掩模板为例，使用曝光机仅需要几秒钟即可完成，而采用描画机可能需要几十个小时，可以看出大大缩短了制作周期。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，为了保证在步骤S403后形成的第一光刻胶层图案在衬底基板上的正投影完全覆盖且大于金属遮挡层图案，以使后续形成的相位转移层图案可以存在露出金属遮挡层图案的部分。对第一光刻胶层进行曝光时，具体可以采用对第一光刻胶层进行欠曝光的方式，使金属遮挡层图案的边缘区域处的第一光刻胶层曝光不重复，而留有第一光刻胶层图案。由于曝光时会发生光衍射现象，在边缘位置处的曝光量要小于中心区域的曝光量，即可以调整曝光计量，使曝光的线宽(CD)值小于标准线宽(Base CD)值，已达到在曝光边缘处不完全曝光而保留第一光刻胶图案的效果。具体的欠曝光的工艺参数例如曝光量和曝光时长等，可以根据实际数据进行调配，在此不做限定。通过调整工艺参数，可以达到相位转换层图案在衬底基板上的正投影超出金属遮挡层图案的宽度为0.3μm～1μm左右，这样可以达到较好的相干光抵消效果。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S401在衬底基板上形成金属遮挡层图案，如图5所示，具体可以包括以下步骤：

S501、在衬底基板上依次形成金属遮挡层和第二光刻胶层；

具体地，金属遮挡层的材料可以选用金属铬Cr，第二光刻胶层的材料可以选用正性光刻胶，也可以选用负性光刻胶，在此不做限定。

S502、对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶层图案；

具体地，可以对第二光刻胶层采用描画机进行描画构图，以形成第二光刻胶层图案。

S503、以第二光刻胶层图案作为掩膜图形，对金属遮挡层进行刻蚀，形成金属遮挡层图案；

具体地，形成的金属遮挡层图案与第二光刻胶层图案一致。

S504、去除第二光刻胶层图案。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，由于制作第一光刻胶层图案时以金属遮挡层图案作为掩模图形，且需要使相位转换层图案与第一光刻胶层图案一致，因此，第一光刻胶层的材料需要选用正性光刻胶。

可选地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在步骤S404形成相位转换层图案之后，一般还包括：去除第一光刻胶图案。

下面以一个具体的实施例，对本发明实施例提供的上述制作方法的具体流程进行详细说明。

本发明实施例提供的上述制作方法的完整流程如图6所示，具体包括以下步骤：

S601、在衬底基板100上依次形成金属遮挡层200和第二光刻胶层300，如图7a所示；其中，金属遮挡层200的材料可以选用铬等遮光材料，第二光刻胶层300的材料可以选用正性光刻胶，也可以选用负性光刻胶。

S602、对第二光刻胶层300采用描画机进行描画构图，形成第二光刻胶层图案301，如图7b所示。

S603、以第二光刻胶层图案301作为掩膜图形，对金属遮挡层200进行刻蚀，形成金属遮挡层图案201，之后去除第二光刻胶层图案301，如图7c所示。

S604、在金属遮挡层图案201之上依次形成相位转换层400和第一光刻胶层500，如图7d所示；其中，第一光刻胶层500的材料需要选用正性光刻胶。

S605、从衬底基板100一侧采用曝光机，利用金属遮挡层图案201的遮挡，使光照通过具有透光特性的相位转换层400，对第一光刻胶层500进行欠曝光，形成第一光刻胶层图案501，如图7e所示；其中，第一光刻胶层图案501在衬底基板100上的正投影完全覆盖且大于金属遮挡层图案201。

S606、以第一光刻胶层图案501作为掩模图形，对相位转换层400进行刻蚀，形成相位转换层图案401，之后去除第一光刻胶层图案501，如图7f所示。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种相移掩膜板，由于该相移掩膜板解决问题的原理与前述一种相移掩模板的制作方法相似，因此该相移掩膜板的实施可以参见制作方法的实施，重复之处不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的一种相移掩膜板，采用本发明实施例提供的上述制作方法制备，如图8所示，相移掩模板包括：衬底基板100，位于衬底基板100上的金属遮挡层图案201，以及覆盖且大于金属遮挡层图案201的相位转换层图案401。

可选地，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板中，如图8所示，相位转换层图案401在衬底基板100上的正投影超出金属遮挡层图案201的宽度d1和d2一致，即在相位转移层图案401超出金属遮挡层图案201两侧的部分相互对称。

可选地，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板中，相位转换层图案401在衬底基板100上的正投影超出金属遮挡层图案201的宽度d1和d2一般在0.3μm～1μm左右，这样可以达到较好的相干光抵消效果。

可选地，在本发明实施例提供的上述相移掩膜板中，金属遮挡层图案201的材料一般选用铬，当然也可以选用其他材料，在此不做限定。

本发明实施例提供的上述相移掩膜板的制作方法及相移掩膜板，在衬底基板上形成金属遮挡层图案之后，在金属遮挡层图案之上依次形成相位转换层和第一光刻胶层；接着以金属遮挡层图案作为掩模图形，对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶层图案，其中，第一光刻胶层图案在衬底基板上的正投影完全覆盖且大于金属遮挡层图案；最后以第一光刻胶层图案作为掩模图形，对相位转换层进行刻蚀，形成相位转换层图案；其中，相位转换层图案与第一光刻胶层图案一致。采用以金属遮挡层图案作为掩模图形，代替现有的采用描画机对第一光刻胶层进行构图，已达到制作出的第一光刻胶层图案与金属遮挡层图案自对准的效果，避免了采用描画机进行曝光时出现的对位偏差，从而保证后续制作出的相位转移层图案与金属遮挡层图案可以严格对准，不存在移位偏差。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。